Sonsuz dişli redüktör, endüstriyel iletim sistemlerinde en eski ve en yaygın kullanılan mekanik tahrik sistemlerinden biridir. Geometrisi, erken sanayi döneminden beri geliştirilmiş olsa da, mühendislik prensibi - çelik bir sonsuz dişlinin bronz bir sonsuz dişli çarkına karşı kayarak tek bir geçişte yüksek oranda küçültme sağlaması - esasen sabit kalmıştır. Bu makale, sonsuz dişli redüktörün ne olduğunu, gücü nasıl ilettiğini, Kore ve Asya endüstrisinde yaygın olarak kullanılan beş aileyi ve bu tahrik tipinin sadece fiyat açısından değil, mühendislik açısından da öne çıktığı uygulama sektörlerini ele almaktadır.

Sonsuz Dişli Çark Ağı — Gücün Çelikten Bronza Nasıl Aktarıldığı

Sonsuz dişli redüktör, doğası gereği asimetrik bir çift bileşen aracılığıyla torku iletir. Sonsuz dişli redüktörün giriş tarafı, uzunluğu boyunca derin ve sürekli bir diş açılmış sertleştirilmiş çelik bir sonsuz mildir; çıkış tarafı ise, sonsuz dişli dönerken bu dişe temas edecek şekilde şekillendirilmiş çevresel dişlere sahip bronz bir sonsuz dişli çarkıdır. Sonsuz dişli bir tam tur döndüğünde, dişi çark dişleri boyunca hareket eder ve çarkı, sonsuz dişli başlangıç ​​sayısına (tipik olarak bir, iki veya dört) eşit sayıda diş kadar ilerletir. Bu nedenle, redüksiyon oranı, çark diş sayısı bölü sonsuz dişli başlangıç ​​sayısına eşittir: tek başlangıçlı bir sonsuz dişli ile tahrik edilen 30 dişli bir çark, i=30 redüksiyon sağlar.

Sonsuz dişli ile çark arasındaki temas, yuvarlanma değil, kayma şeklindedir. Bu, sonsuz dişli redüktörünü, dişlerin birbirine sürtündüğü helisel, düz veya konik dişlilere göre tanımlayan mühendislik farkıdır. Kayma temasının iki önemli sonucu vardır. Birincisi, yuvarlanma temasına göre daha fazla sürtünme ve dolayısıyla daha fazla ısı üretir; bu da tek kademeli sonsuz dişli geometrilerinde pratik dişli verimliliğini -85% ile sınırlandırır ki bu, helisel tahrik sistemlerinin sağladığı -98%'nin çok altındadır. İkincisi, doğru geometri altında kayma teması kendiliğinden kilitlenme sağlar: temas hattındaki sürtünme ters dönüşe direnç gösterdiği için, sonsuz dişli çarka uygulanan torkla geri döndürülemez. Bu ikinci özellik, inşaat ve endüstriyel taşıma sektörlerindeki asansörlerin, kaldırma platformlarının ve vidalı krikoların çoğunlukla sonsuz dişli tahrikli olmasının nedenidir.

Bronz dişli çark, aşınan parçadır. On binlerce çalışma saatinden sonra, çelik sonsuz vidanın kaydığı yerlerde diş kenarları aşınır. Sertleştirilmiş sonsuz dişli redüktörünün sonsuz vida mili ise aynı süre boyunca esasen aşınmaz; yaklaşık iki mertebe büyüklüğündeki sertlik farkı, yumuşak bronzun aşınmayı üstlenmesini sağlar. Bu, tasarım gereğidir: Aşınmış bir bronz dişli çarkın yeniden diş açma kitiyle değiştirilmesi, komple bir ünitenin değiştirilmesinin yaklaşık üçte birine mal olurken, gövde, yataklar ve sonsuz vida mili, gövdenin 100.000+ saatlik yapısal ömrü boyunca kullanılabilir durumda kalır.

Tesislerden oluşan bir filoyu yöneten bakım ekipleri için, eşleşen tedarik sonsuz vida ve sonsuz dişli çark çiftleri Diş değiştirme zamanı, yedek parça stratejisinin önemli bir parçasıdır. Bronz dişliler ve çelik sonsuz dişli milleri, NMRV, WP, RV ve Fenner tipi çerçevelere boyut olarak uygun şekilde stoklanmaktadır; böylece sonsuz dişli redüktörünün geri kalanının uzun süre hizmet dışı kalmasına gerek kalmadan, çerçeve boyutu ve oranına göre bir diş değiştirme kiti belirlenebilir.

Dik Açılı Çıkış Geometrisi — Dar Makine Yerleşimlerinde Neden Önemlidir?

Sonsuz dişli redüktör, doğal olarak şaft yönünde 90 derecelik bir değişiklik üretir. Sonsuz dişli şaftı bir eksen boyunca uzanır; sonsuz dişli çarkı ise çıkış ekseninde ona dik olarak yer alır. Bu dik açı geometrisi, motorun bir çerçevenin bir tarafına cıvatalanması ve yükün dik bir eksen üzerinde dönmesi gereken dar makine yerleşimlerinde sonsuz dişli redüktörünü varsayılan tahrik seçeneği haline getirir. 90 derecelik dönüş, geometrinin doğasında vardır, harici bir bağlantı eklemesi değildir.

Bunu, giriş ve çıkış millerinin paralel çalıştığı helisel veya düz dişli kutusuyla karşılaştırın; bu, sıralı tahrik sistemleri için kullanışlıdır ancak yük ekseni dik olduğunda işe yaramaz. Veya iki eksenin kesiştiği ancak ek üretim adımları ve daha sıkı montaj toleransları gerektiren konik dişli kutusuyla karşılaştırın. Sonsuz dişli kutuları, en küçük alanda en temiz 90 derecelik dönüşü sağlar. Konveyör çerçevesinin yanına monte edilmiş motorlarla tahrik edilen konveyör başlığı kasnakları, motorun yatay ve pervane ekseninin dikey olduğu mikser tahrikleri, indeksleme ekseninin tabla merkeziyle hizalanması gereken döner tabla tahrikleri için - bunların her biri, sonsuz dişli redüktörünün doğal dik açılı mimarisinden faydalanır.

İndirgeme Oranı Açıklaması — Tek Aşamada i=5'ten i=100'e

Sonsuz dişli redüktörünün redüksiyon oranı, sonsuz dişli çarkının diş sayısının, sonsuz mil diş başlangıç ​​sayısına bölünmesiyle bulunur. Tek başlangıçlı bir sonsuz dişli ile tahrik edilen 30 dişli bir çark, i=30 değerini üretir. Aynı çark, çift başlangıçlı bir sonsuz dişli ile tahrik edildiğinde i=15 değerini üretir. Dört başlangıçlı bir sonsuz dişli ise i=7,5 değerini üretir. i=5, 7,5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 80 ve i=100 katalog oranları, standart sonsuz dişli kutusu aralığını kapsar, ancak her çerçeve boyutu her oranı sunmaz.

Tek kademeli sonsuz dişli redüktör geometrileri pratikte i=5 ile i=100 arasında değişir. i=5'in altında sonsuz dişli neredeyse helis şeklini alır ve yük altında artık kendiliğinden kilitlenmez; i=100'ün üzerinde ise dişli verimliliği 60%'nin altına düşer ve dişli kutusu tork ileticisinden çok ısı üretici haline gelir. Daha yüksek redüksiyon gerektiren uygulamalar için (düşük hızlı karıştırıcılar, atık su arıtma tankları, güneş takip sistemleri) 2 kademeli helisel-sonsuz dişli geometrisi, helisel birincil kademeyi sonsuz ikincil kademeyle birleştirerek, kabul edilebilir verimlilikte pratik oran aralığını 3.631:1 ve ötesine kadar genişletir. Nord'un UNICASE SK 13xxx serisi bunun en tipik örneğidir; Kore Ever-Power muadili ise Kore ve Asya'daki atık su ve proses tesislerine büyük miktarlarda sevk edilmektedir.

Muhafazanın İçinde — Sonsuz Dişli, Çark, Rulmanlar ve Contalar

Sonsuz dişli redüktörü, gövdesi içinde altı temel eleman etrafında inşa edilmiştir. Sonsuz dişli mili, tipik olarak Asya ve Avrupa kataloglarında 20CrMnTi olarak belirtilen, yüzey sertliği 0,4 µm Ra inceliğinde taşlama işleminden sonra temas yüzeyinde 56-62 HRC olan, yüzey sertliği karbonlanmış alaşımlı çelikten yapılmıştır. Sonsuz dişli çarkı, santrifüj döküm bronzdan yapılmıştır; endüstri standardı olarak kalay bronz CuSn12 (Çin GB/T 1176'ya göre ≈ ZQSn12-2) ve yılda 1.500'den fazla kaldırma döngüsü çalıştıran uygulamalar için yüksek çevrimli yükseltme olarak alüminyum bronz CuAl10Fe3 kullanılır.

Yataklar, sonsuz dişli redüktörünün bir sonraki kritik elemanıdır. Açısal temaslı çiftler, yük altında sonsuz dişlinin oluşturduğu önemli eksenel itmeyi absorbe etmek için sonsuz dişli miline yerleştirilir; konik makaralı çiftler ise konveyör başlığı kasnakları ve zincir tahrik sistemlerinde tipik olan ağır aşırı yükleri karşılamak için çıkış miline yerleştirilir. Her bir bağlantı noktasındaki mil contaları, ısıya dayanıklı, yağa toleranslı, on yıllar önce önceki nitril kauçuk malzemelerin yerini alan endüstriyel standart olan Viton dudak contalarıdır. Yağlayıcı, maliyet hassasiyeti olan standart dolumlarda mineral CLP 220 veya sürekli olarak 80 °C'nin üzerinde yağ banyosu sıcaklığında çalışan tesislerde sentetik PAG ISO VG 220'dir.

Ünitenin çevresel derecelendirmesini gövdenin kendisi belirler. Alüminyum döküm gövdeler (tipik olarak NMRV tipi çerçeveler RV025 ila RV090) hafiftir, ısıyı hızlı dağıtır ve OEM makine entegrasyonuna uygundur. Dökme demir gövdeler (tipik olarak WP tipi çerçeveler ve daha büyük RV110 ila RV150), eşdeğer derecelendirmeye sahip bir alüminyum gövdenin üç katı termal kütleye ve yaklaşık iki katı yapısal rijitliğe sahiptir ve tozlu ortamlarda ağır sürekli çalışma için uygundur. Paslanmaz çelik gövdeler (daha nadir bir seçenek, tipik olarak RV110 ve üzeri), tuzlu atmosfer veya günlük yıkama gerektiren boyalı demir gövdelerin kullanılamadığı denizcilik ve gıda sınıfı uygulamaları için uygundur.

En Yaygın Beş Sonsuz Dişli Redüktör Ailesi

Kore ve Asya genelindeki endüstriyel kataloglar, sonsuz dişli redüktör ailelerini, her biri ince ama önemli geometrik ve malzeme farklılıklarına sahip beş modele ayırır. Bir uygulama için doğru aileyi seçmek, çerçeve boyutu ve oranından önce atılacak ilk şartname adımıdır.

NMRV / EP-NMRV — İtalyan tipi alüminyum gövde standardı. Tek kademeli sonsuz dişli geometrisi; merkez mesafeleri 25 mm'den (NMRV025) 150 mm'ye (NMRV150) kadar; i=7,5'ten i=100'e kadar on bir katalog kademesinde oranlar; çelik göbekli kalay bronz dişli; IEC motor flanş standardı. Kore Ever-Power dahil olmak üzere Asya'daki OEM makine üreticilerinde en çok tercih edilen sonsuz dişli redüktör ailesi. MRV050 sonsuz dişli redüktörü ve daha geniş EP-NMRV..F çıkış flanşı varyantı.

WP ailesi (WPA / WPS / WPO / WPDA / WPDS / WPWA / WPWO / WPWDKS) — Çin endüstriyel modeli. Dökme demir gövde; NMRV'den daha ağır hizmet tipi; giriş ve çıkış mili konfigürasyonlarında farklılık gösteren birden fazla alt tip. Koddaki harfler giriş tarafını (S=katı giriş mili, A=ayrı motor için adaptör, K=birleşik giriş adaptörü) ve çıkış tarafını (O=çıkış flanşı, DA=çift mil tertibatı, DKS=çift mil katı çıkış) tanımlar. Dökme demir gövde, WP model üniteleri çimento, madencilik ve sürekli çalışma gerektiren endüstriyel uygulamalar için varsayılan seçenek haline getirir.

Karavan / EP-Karavan — Genellikle, dik açılı geometrinin doğrudan dikey şaft yüküne beslendiği, kalıp yapımında ve sahne kaldırma mekanizmalarında vidalı kriko tahriklerinde kullanılan dik açılı sonsuz dişli motor varyasyonu. Aynı RV çerçeveleri, sıkıca entegre edilmiş bir motor adaptöründen fayda sağlayan uygulamalarda genel endüstriyel görevler için de kullanılır.

Sarmal Solucan — Helisel birincil kademeyi sonsuz dişli ikincil kademeyle birleştiren iki aşamalı hibrit sistem, oran aralığını 3.631:1 ve ötesine kadar genişletirken, birleşik verimliliği de çalışma aralığının büyük bölümünde 80%'nin üzerinde tutar. Nord'un UNICASE SK 13xxx serisi ve SEW-Eurodrive eşdeğerleri, Avrupa kataloglarında bu kategoriyi tanımlar; Kore Ever-Power ve diğer Asya üreticileri ise boyut olarak birbirinin yerine geçebilecek yedek parçalar üretmektedir.

Evrensel / Kombinasyon — Çok yüksek redüksiyon oranları (5.000:1 ve üzeri) için tek kademeli sonsuz dişli redüktörünü planet veya helisel giriş kademesiyle birleştiren özel uygulama üniteleri; metalurji silindir tahrik sistemlerinde, fırın döndürme sistemlerinde ve oran gereksiniminin 2 kademeli helisel sonsuz dişlinin ulaşabileceğinden daha yüksek olduğu diğer niş uygulamalarda kullanılır.

Kendiliğinden Kilitlenme Özelliği — Başka Hiçbir Şeyde Bulunmayan Güvenlik Özelliği

Kendiliğinden kilitlenme, sonsuz dişli redüktörünü kaldırma uygulamalarında helisel, planet ve konik dişli tahrik sistemlerinden ayıran özelliktir. Bir sonsuz dişli redüktöründe, sonsuz dişlinin adım açısı yeterince küçük olduğunda — bu, güvenilir bir şekilde i ≥ 30 ve kısmen i = 15 ila 25 oranlarına karşılık gelir — kayar temas noktasındaki sürtünme, yükten gelen herhangi bir ters yönde tahrik torkuna karşı koyar. Motor durursa, yük yerinde kalır. Şanzıman geri kaymaz veya geriye doğru hareket etmez. i = 10'un altında geometri artık kendiliğinden kilitlenmez ve herhangi bir kaldırma uygulaması için harici bir fren zorunlu hale gelir.

Bu mekanik özellik, asansörlerin, vidalı krikoların, makaslı platformların, kalıplı inşaat platformlarının ve sahne kaldırma mekanizmalarının çoğunlukla sonsuz dişli tahrikli olmasının nedenidir. Helisel ve planet dişli tahrik sistemleri, statik yük altında kolayca geri dönerler; pozisyonlarını korumak için aktif bir frene ihtiyaç duyarlar. Sonsuz dişli redüktörü, sürtünme geometrisi sayesinde pozisyonu pasif olarak korur ve kaldırma uygulamasının tehlike analizinden kritik bir güvenlik arıza modunu (fren arızası) ortadan kaldırır.

Kore inşaat güvenliği yönetmeliklerinin (Endüstriyel Güvenlik ve Sağlık Yasası) ve çoğu Asya pazarındaki eşdeğerlerinin, personel kaldırma platformlarında aktif bir freni zorunlu kıldığını unutmayın. Kendiliğinden kilitlenme, güçlendirilmiş frenin arkasındaki ikincil güvenlik katmanıdır, birincil güvenlik katmanı değildir. Ancak bu yedeklilik gerçektir ve genel kaldırma sistemi güvenilirliğini önemli ölçüde artırır; bu nedenle, atlamalı platformlar ve asansör tahrikleri için yazılan teknik özellikler, helisel veya planet dişli alternatifleri yerine sürekli olarak sonsuz dişli geometrisini gerektirir.

Sonsuz dişli tahrik sistemlerinin, helisel, eğimli ve planet dişli alternatiflerine karşı üstünlük sağladığı noktalar

Üç uygulama özelliği, mühendislik tercihini alternatif tahrik geometrilerine kıyasla sonsuz dişli redüktörüne yönlendirmektedir. Birincisi, tek bir kademede yüksek redüksiyon oranı – sonsuz dişli geometrisi, helisel ve konik dişli tahriklerinin 2-3 kademeye ihtiyaç duyduğu ve buna bağlı olarak maliyet ve alan dezavantajlarına yol açtığı durumlarda, tek bir kademede i=100 değerini sağlar. İkincisi, dik açılı çıkış düzeni, harici bir bağlantı ile elde edilmek yerine, sonsuz dişli geometrisine entegre edilmiştir. Üçüncüsü, kendiliğinden kilitlenen tutma torku, sonsuz dişli tahriklerine özgüdür; başka hiçbir şey pozisyonu pasif olarak tutmaz.

Alternatiflerin karşılaştırmada üstün olduğu noktalar: verimlilik (helisel dişli 95-98%'ye karşılık sonsuz dişli 70-85%), boşluk (planet dişli 5 ark-dakikanın altında, sonsuz dişli ise tipik olarak 30+ ark-dakika) ve sürekli yüksek hızlı çalışma (helisel dişli 3000+ rpm girişini kaldırabilirken, sonsuz dişli termal limitleri tipik olarak 1500 rpm'de sona erer). Servo tahrikli indeksleme dönerleri, hassas besleme vidalı tahrikler veya yüksek RPM uygulamaları için planet veya helisel tahrikler doğru seçimdir. Oran, dik açı düzeni veya kendiliğinden kilitlenen tutmanın önemli olduğu diğer her şey için -sonsuz dişli redüktörünün en iyi şekilde hizmet verdiği uygulamalar- -ki bu endüstriyel mekanik tahrik uygulamalarının büyük çoğunluğunu kapsar- sonsuz dişli geometrisi mühendislikte varsayılan değer olmaya devam etmektedir.

Solucan Sürücülerle Çalışan Endüstriler — Hızlı Bir Sektör Haritası

Kore ve Asya sanayisinde, sonsuz dişli redüktör uygulamaları sekiz ana sektöre ayrılıyor. Her sektörün, onlarca yıllık saha deneyimiyle geliştirilmiş tipik çerçeve boyutu, oran, motor gücü ve gövde malzemesi gelenekleri bulunuyor.

Endüstriyel konveyör sistemleri — Orta ve ağır hizmet tipi bantlı ve zincirli konveyörlerin baş kasnak tahrik sistemleri, tüm sektörlerde sonsuz dişli redüktörlerinin en büyük hacimli uygulama alanıdır. Tipik çerçeveler NMRV063'ten (hafif ambalaj konveyörleri) FU1000 veya WPDA-180'e (ağır dökme malzeme taşıma) kadar değişmektedir. 2,2 kW'ın üzerindeki güçlerde dökme demir gövdeler hakimdir.

Ambalaj ve gıda makineleri — Kartonlama makineleri, dolum makineleri, indeksleme makineleri ve yıkama konveyörlerinin tamamı sonsuz dişli redüktör ile çalışır. Alüminyum gövdeler, kompakt dik açılı çıkışları ve yıkamaya uygun pürüzsüz dış yüzeyleri sayesinde burada öne çıkar.

İnşaat kaldırma ekipmanları — Sıçrama platformları, makaslı platformlar ve vidalı krikoların tümü, kendiliğinden kilitlenen sonsuz dişli redüktörü kullanır; burada kendiliğinden kilitlenme, belirleyici seçim kriteridir. Çoklu kriko platformlarındaki senkron motor girişi, dizinin her döngüde mükemmel bir şekilde düz bir şekilde yükselmesini sağlar.

Proses tesisi karıştırıcıları ve mikserleri — Yavaş devirli karıştırma tahrik sistemlerinde, sonsuz dişli redüktörünün yüksek redüksiyon oranı düşük çıkış hızıyla (tipik olarak 3-15 rpm) birleşir. Dökme demir gövde, çark ağırlığının neden olduğu radyal momenti emer.

Yenilenebilir enerji — i=100 ile i=400 arasında çalışan güneş takip sistemleri, yavaş ve hassas güneş takip dönüşü için sonsuz dişli redüktör kullanır. Kendiliğinden kilitlenen mekanizma, aktif bir frenleme gerektirmeden sistemi rüzgar yüküne karşı korur.

Çimento, madencilik ve mineraller — Dökme demir gövdenin, daha hafif alternatiflerin birkaç ay içinde arızalandığı durumlarda dayanıklılığını koruduğu, yoğun tozlu yardımcı tahrik sistemleri. Bu özelliklerde ATEX Bölge 22 toz sertifikası giderek daha yaygın hale geliyor.

Atık su ve arıtılmış su — Yavaş kazıyıcı, berraklaştırıcı ve havalandırıcı tahrik sistemleri, yalnızca 2 aşamalı helisel sonsuz vida geometrisi sayesinde 1 rpm'nin altında hızlarda çalışabilir. Boyalı demir ve paslanmaz çelik çeşitleri yaygındır.

Denizcilik ve açık deniz — Paslanmaz çelik gövdelerin tuzlu atmosferde onlarca yıl hizmet verebildiği kapak aktüatörleri, vinç tahrik sistemleri, direk tırmanma kalıp kaldırma sistemleri.

Sıkça Sorulan Sorular

Editör: Cxm